Although Hamiltonian Monte Carlo (HMC) scales as O(d^(1/4)) in dimension, there is a large constant factor determined by the curvature of the target density. This constant factor can be reduced in most cases through preconditioning, the state of the art for which uses diagonal or dense penalized maximum likelihood estimation of (co)variance based on a sample of warmup draws. These estimates converge slowly in the diagonal case and scale poorly when expanded to the dense case. We propose a more effective estimator based on minimizing the sample Fisher divergence from a linearly transformed density to a standard normal distribution. We present this estimator in three forms, (a) diagonal, (b) dense, and (c) low-rank plus diagonal. Using a collection of 114 models from posteriordb, we demonstrate that the diagonal minimizer of Fisher divergence outperforms the industry-standard variance-based diagonal estimators used by Stan and PyMC by a median factor of 1.3. The low-rank plus diagonal minimizer of the Fisher divergence outperforms Stan and PyMC's diagonal estimators by a median factor of 4.


翻译:尽管哈密顿蒙特卡洛(HMC)算法在维度上具有O(d^(1/4))的缩放性质,但其收敛速度受目标密度曲率决定的较大常数因子的制约。通过预条件技术可降低该常数因子,当前最优方法基于预热采样阶段获得的样本,采用对角化或稠密化罚最大似然估计(协)方差矩阵。这类估计在对角化情形下收敛缓慢,而拓展至稠密情形时计算代价高昂。我们提出一种更高效的估计器,通过最小化线性变换后密度与标准正态分布之间的样本Fisher散度来实现。该估计器具有三种形式:(a)对角化、(b)稠密化及(c)低秩加对角化。基于posteriordb数据库中114个模型的实验表明,最小化Fisher散度的对角化估计器在性能上以中位数1.3倍的优势胜过了Stan与PyMC采用的行业标准方差对角化估计方法。而低秩加对角化型Fisher散度最小化估计器相较于Stan与PyMC的对角化估计器,性能提升中位数可达4倍。

0
下载
关闭预览

相关内容

【博士论文】利用图结构加速稀疏计算
专知会员服务
18+阅读 · 2025年3月6日
【牛津大学】多级蒙特卡洛方法,70页pdf
专知会员服务
61+阅读 · 2022年2月3日
机器学习中的最优化算法总结
人工智能前沿讲习班
22+阅读 · 2019年3月22日
不用数学讲清马尔可夫链蒙特卡洛方法?
算法与数学之美
16+阅读 · 2018年8月8日
【学界】基于条件深度卷积生成对抗网络的图像识别方法
GAN生成式对抗网络
16+阅读 · 2018年7月26日
最新|深度离散哈希算法,可用于图像检索!
全球人工智能
14+阅读 · 2017年12月15日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2月24日
VIP会员
相关主题
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关VIP内容
【博士论文】利用图结构加速稀疏计算
专知会员服务
18+阅读 · 2025年3月6日
【牛津大学】多级蒙特卡洛方法,70页pdf
专知会员服务
61+阅读 · 2022年2月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员